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浅论泛音在钢琴调律、设计和音效中的应用

发布日期:2014-11-17  来源:律动钢琴网  浏览次数:3430

在弦乐的演奏技巧上,有一种独特而常用的演奏法,它能使音响更加优美奇特,音色晶莹透亮,宛若清澈的钟声或铃声,在乐曲中穿插运用具有独特的效果,这就是泛音演奏法,也有人叫做钟声或钟音奏法。而在钢琴的演奏中,虽然不能人为地演奏泛音,但也可以通过对泛音的研究,适当合理地运用泛音等原理,在作曲或伴奏时对和声的编配、织体的设计进行避重就轻,也可以获得更好的音乐效果。在工艺上,可以造出具有独特音响的泛音弦列设计,从而获得更良好的音色。而在钢琴调律中,也正是有泛音的存在,结合十二平均律与琴弦本身固有的特性,使钢琴调律作业也有所受益。
一、钢琴调律中的泛音应用
       众所周知,乐音中除了发音体整体振动产生的最低的音,称基音;以基音为标准,其余1/2、1/3、1/4等各部分也同时振动而产生的音,称泛音。自然界里人类所能收听到的声音频率范围大概在20至20000赫兹之间,而在享有乐器之王美誉的钢琴上,其频率范围大概是27至4186赫兹。一般人对于钢琴中音区的音比较敏感,因为此处的频率更接近于人声,人耳最容易接收。对于学习钢琴调律的人来讲,体会更深,调律者在调试过程中除了要听辨拍音以外,同时也要排除一些泛音的干扰。因为泛音是客观存在的,被激发的基频背后,必然有一系列泛音存在,也称泛音列。一般情况下,钢琴小字组音及以下各组音的泛音强度比基音强;小字组以上各组音的泛音强度要比基音弱。当在低音区调试过程中,弦越长,音频越低,其泛音就越明显,甚至出现比较靠后而不协和的泛音,这些泛音会影响到对基频的判断,所以调律者会发现低音区的听辨明显要比中音区难。相反,弦越短,音频越高,其泛音就越不明显,而且高音的声音时值短、衰减快,通常没听到泛音的出现,声音就已经减弱或者消失了。因此,对于调律初学者来说,耳朵听觉没有受到专业训练之前,判断力是缺乏的,在入门的时候必然先从中音区开始学习,因为此区域声音持续时值适中,泛音不明显,频率对于人耳也最容易接受。十二平均律分律的基准音组也设定在中音区,其道理也是一样的。
       当基准音组分律完毕,由于调律者均以八度方法向下和向上扩展去调,当调完全琴后往往发现最终的效果是低音偏低、高音偏高,也就是人们常说的音准曲线。对优秀的调律师而言,他们反而往往会刻意地或潜意识地追求这种完美的曲线,但人们常认为所谓的音准曲线是人本身听觉上要求有更低和更高的夸张方觉得低音、高音更准。这是人耳听觉效应上具有的一种挑剔性和不同人对频率有不同的听觉锐度产生的结果。但这不是唯一的因素。我们知道,拍音是指两个振幅大致相同、频率相近但不相符的音波合成后产生的周期性强弱变化的声音。按照此概念,有人会问,调八度的时候,明明是两个频率相差很远的音,如a1和a2,一个是440Hz,另一个是880Hz,为什么它们之间也能产生拍音?是否名词解释有误?其实不然,实际上调律者在听八度时,所听的拍音并不是a1的基音与a2的基音相互产生的拍音,而是a1的第一泛音与a2的基音之间产生的同度拍音,如此一来,上面的名词解释就成立无误了。而且,这正是利用了泛音的原理,使八度调试更准确。
       由于琴弦的振动其泛音间也存在不谐和性和复杂关系,加上琴弦本身的柔顺性及刚性等物理性质,以a1的第一泛音去调a2使之成同度时,所调准的音会因此产生偏差,如a1实际频率为440Hz,调出来的a2经计算其频率却为881.01Hz(不是理想的880Hz),而且随着扩展,其偏差值会不断积累,最终形成曲线。 因此,调律者在学习与实践中,提高对拍音和泛音的听辨锐度,能大大提升调律的质量与效果。
二、弦列设计中的泛音应用
       当被激发的频率与振动物体的固有频率成整倍数关系时,振动系统可以获得较大的振幅,这种现象叫做谐振。共振是谐振的特殊情况。在声学中人们把谐振现象叫做共鸣,在实践中,人们常利用共鸣现象来增强音响效果。乐器是最典型的范例。
       在钢琴上,低音区泛音丰富,音色饱满,突出的较低的泛音反而能让声音更加柔和丰满。有时甚至能产生一些非泛音列中的泛音,音乐的色彩受某一独特泛音的极大影响,使声音反而特具魅力。如某国际著名品牌钢琴采用92键或97键的设计中,在低音区多设一组弦列,目的就是利用低音弦丰富的泛音和加宽的琴体来增强全琴的共鸣效果。虽然加宽的音域少有作品弹奏,调律操作也具相当难度,但其设计理念也为后人所津津乐道。
       而高音区则相反,声音衰减快,泛音不明显,声音也就越来越不饱满。单薄、没层次、没质感、缺乏柔和丰满之感的音色很难满足对声音极其挑剔的艺术家们。而在一些国际著名品牌钢琴中,高低音都有很突出的优点。其实道理很简单,好的钢琴肯定有好的设计,其中与弦列的优良设计和突出的共鸣效果不无关系。
       为了获得更完美的高音,人们一直在努力不懈地研究,对钢琴弦列的设计改良从来也没有停歇过,从现代钢琴一百多年的发展历史来看,人们也的确获得不少成就。其中如大家早已熟知的一项专利——双重泛音列装置,它能很好地解决钢琴高音区缺乏良好音色的弊端。其原理是在钢琴的次高音至最高音处将弦的后半节加长,也就是增加无效振动弦长的长度,在此弦长间再增加一列弦码,让无效振动弦长也参与振动的同时,能获得更丰富的泛音,而弦码设于无效弦长的位置呈规则比例排列时,也就是让有效振动弦长和无效振动弦长的固有频率符合协和音程的比例,并通过突出这些泛音的振动,使声音能更加圆润、饱满,添加了和谐的音域和强大的延续性。这样,高音的持续时值得到了延长,音色得到美化,中高音区的过渡也更加自然。国内外目前很多品牌也采用了此项专利,但是大多数没有按照协和音程的比例进行分割,只是单纯地在无效弦长上多加了一列弦码,这样虽然高音的时值得到了延长,但无规则的泛音使音色依然没能达到完美,只有少数世界顶级品牌才能做到这一点。而且增加的弦码还可以适当的调节压弦点,以达到最精确的协和关系,产生不可模仿的声音。此设计已得到世界范围内大多数专家的一致认可。
       另一项专利也有异曲同工之妙——共鸣弦系统。专利的共鸣弦系统在高音部采用了额外的第四根琴弦,这根弦直接安装在弦码处但琴槌却敲击不到。第四根弦在另外三根弦被敲击时产生的共鸣作用下发生振动,这使得乐器声学系统中的泛音部分得到了丰富。它产生的极富动态的声音在相当大的音域内都可以听得到。但此设计同样避免不了振动时产生无规则泛音的瑕疵。不过新颖奇特的设计依然能获得不少专家的青睐和认可。
       由于弦列的排列采用的是交叉排列式,还有低音缠弦的因素,中低音区声音的过渡往往有不均匀、不自然之感。这是所有钢琴设计上都面临的巨大难题。为了减小这种差异,人们也付出了不懈努力,在利用泛音的概念里,有设计者尝试在弦列交叉的位置也加入一根弦,此弦只参与共振,而不会受到任何琴槌的敲打。这种设计理念与共鸣弦系统相似。
三、钢琴演奏音效中的泛音应用
       泛音既能让乐器演奏出超频,也有美化音色的作用。比如在小提琴或吉他的演奏中加入泛音奏法,一来能给乐器带来更丰富的声音,二来也能体现出演奏者技术的高超。钢琴的演奏固然不能人为地演奏出泛音效果,但音程的出现和泛音列有紧密的关系。根据泛音列产生的各种音程,接着有了和弦,产生了各种和声,因此和声的编配,织体的设计都跟泛音列有着密切的关系。拿钢琴来说,了解泛音列及其在各个音区的特点对作曲或即兴伴奏演奏来说有很大好处,在钢琴中越低的音(弦越长),泛音越多,反之越少。小字c以下的音的泛音要比基音明显,因此设计织体时不宜密集排列,不然的话效果会很混杂不清晰;小字c以上音的泛音一般比基音要弱,织体设计上限制要少些。这些都可以运用在左手的柱式分解等常用手法上。为什么高手弹出来的伴奏生动好听,除了和声运用外,合理运用泛音列原理也是必不可少的一环。
       物理声学中的泛音原理是客观存在的。它的存在是把双刃剑,尤其对于调律师而言,它的存在会严重干扰听觉判断,但这并不可怕,有时反而能够增强听觉的判断,甚至能美化乐器的性能与音色。
       泛音不能脱离基音而独立存在,否则就是无本之木了。泛音和基音一同共鸣,才能形成丰满完整的音色。当有人说某某耳机效果很好时,其实意思是它的高频响应好,可以播放出很高频率的泛音。钢琴也一样,良好的音色来自于科学合理的优质设计,因此,善于把泛音的特色合理地或有选择性地加以应用,无论在钢琴调律、乐器设计还是演奏音效上,都能获得意想不到的良好效果。

 


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